第四代微机防误闭锁系统资料

第四代微机防误闭锁系统
FY2000LY（蓝牙）系统
一、系统由来
在总结多年来变电站防误闭锁装置开发、研究、 生产经验的基础上，根据各地电力部门的要求，在 确保变电站运行人员安全操作设备的同时，运用新 技术、新工艺，消化吸收国内外先进技术。随着市 场经济的发展，微机综合智能化系统的广泛使用， 用户对供电可靠性要求越来越高，避免或减少电网 事故的发生是电力系统追求的目标。 针对目前现状，我公司研制开发的FY2000LY无线 分布式数字防误闭锁装置，使用短距离无线通讯的 最新“蓝牙”技术, 实现无线数字化通讯，使电力防误 操作实现了全数字化，为网上远程维护、网上监控 打下了坚实的基础。
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三、系统配置
• 采用蓝牙（BlueTooth）无线技术配套我司的蓝牙设备构造 可覆盖一个变电站或发电厂的小型无线数据通讯网。利用 该数据网实现主控微机（蓝牙主站、蓝牙基站）与电脑钥 匙（无线终端）间的无缝连接。目的是提高现有系统的实 时性、可靠性。 • 该网络的物理构成主要包括蓝牙主站（主控微机）、无线 基站（无线发射装置）、无线终端（电脑钥匙）、控制软 件等几个部分。 • 结构如下图所示：
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· FKTT通讯适配器
通讯状态示意图
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· 无线通讯网 工作频带：2.45GHz±0.5MHz； 单机最大发射功率：870dbm； 接收机灵敏度：-86dbm； 最大基站数：16个； 最多支持钥匙数：4把； · 蓝牙主站 蓝牙网络的通讯处理核心，实现蓝牙通讯网络内蓝牙基 站的控制、电脑钥匙与五防系统的数据传输等功能。 技术参数 供电及功率：AC或DC220V，电源消耗50W； 使用电源：12V及双7.8V
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2) 蓝牙的低干扰性 蓝牙技术使用的是2.4兆赫的频率，目前这个频段已经 有大量设备在使用，如业务无线电设备，对讲机，医 疗器械等等。一般地说，无线通讯设备对使用相同频 率的设备会产生微小干扰，不过可以放心的是，变电 站的主要设备均不会使用上述频率。此外，由于蓝牙 输出功率很小（只有1mW），是微波炉使用功率的百 万分之一，是移动电话的一小部分，因此蓝牙无线信 号在变电站这类强电磁环境中，其干扰基本可以忽略 不计。
• 模拟试操作结束后，控制软件将操作命令通过蓝牙网络传 送给终端电脑钥匙，用电脑钥匙进行现场操作，每操作完 一步，电脑钥匙都会自动将操作信息上传给控制软件，再 由控制软件下发第二步操作命令。达到实时闭锁的目的。 • 操作时，电脑钥匙自动显示当前倒闸操作项目，运行人员 将电脑钥匙插入相应的编码锁内，通过其编码头检测操作 对象是否正确。若正确，电脑钥匙用语音发出允许操作命 令，同时开放其闭锁回路或机构，这时可以进行倒闸操作。 若走错间隔或误操作，电脑钥匙用语音发出错误警告，提 醒操作人员错误操作的类型，并在液晶显示器屏上显示当 前错误操作设备的编号及应操作设备编号，达到强制闭锁 的目的，操作人员在得到可靠安全保障的同时又接受良好 的培训，并体现了“第二监护人”的作用。电脑钥匙及时 的将操作信息通过无线蓝牙汇报给防误主机存贮，以便管 理人员查询考核。 • 对于监控后台联机的设备，可以实现防误主机向监控后台VDC专用NiH充电电池，充足电后可连续使用 24小时以上 B、能够记忆存储操作票，当关闭电源时，记忆内容不会 丢失 c、最大识别、控制编码锁数：≤768个 d、静态电流：开锁时最大电流≤200mA e、一次接收步骤：蓝牙通讯≤63项；RS232通讯≤248项 f、具有操作汇报、设备对位功能 g、具有操作记录、追忆功能 h、具有智能解锁功能 i、具有灵活操作功能
二、系统原理
• FY2000LY型微机防误闭锁装置电脑图形软件及电脑 钥匙为核心设备，在系统软件中，预先编写了本电 厂的电气一次系统结线图和所有设备的操作规则， 并将其固化在电脑软件中。网络结构为中心拓扑。 蓝牙主站（主控微机）充当中心站，所有基站（发 射站）或终端（电脑钥匙）的访问均由其进行控制。 在网络所覆盖的区域内划分出许多蜂窝或小区，每 一个小区内设立一个无线基站，向上采用专用信道 与蓝牙主站相连，向下采用公共信道与无线终端通 讯，从而起到信号发射、扩大覆盖范围的作用 。 • 当运行人员启动系统，在电脑显示器上模拟试操作 时，图形软件根据已有的专家系统对每项操作进行 智能判断，若操作正确，则允许进行下一步操作； 若操作错误，则显示错误操作项的设备名称及编号 并通过语音提示错误操作类型，提示操作人员进行 更正。
五、主要部件参数
· FKTT通讯适配器 可实现PC机与电脑钥匙通讯的通讯转换功能，并兼具完 善的恒流充放电回路，给电脑钥匙充放电，有效消除电 池极化现象。 技术参数 直插式充电通讯设计：使通讯、充电更稳定可靠 液晶显示器：128×64点阵液晶屏，全汉字显示充电、放 电情况及通讯情况 平均无故障时间 ：≥50000小时 电磁驱动接口：与蓝牙主站直接通讯 电磁及功率：AC或DC220V供电，电源消耗≤250W
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该系统采用先进的多媒体技术，在电脑上实现模 拟操作，可与后台监控系统进行通讯，集防误闭锁 系统与操作票专家系统于一体。操作票专家系统具 有多种开票方式，包括图形开票、手工开票、典型 票开票等，方便不同的运行人员使用。在操作简单 方便、更流畅的同时，全面地、彻底地实现防误功 能与操作票输出一体化，大大的降低了操作人员的 工作强度。 由于FY2000LY数字防误闭锁装置具有强大的数据 交换能力。彻底解决了现有防误闭锁装置普遍存在 的漏洞，可以说该产品使防误闭锁装置走出了原产 品发展的瓶颈时代。迈进了数字信息化行列，其市 场前景非常广阔。
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蓝牙基站 主要实现网络信号的覆盖范围，负责蓝牙钥匙与五防 系统的数据传输中转功能。 技术参数 供电及功率：AC或DC220V，电源消耗30W； 使用电源：双7.8V 基站最大辐射面积：400M（直径） 主站与终端基站间电缆最大长度：700M；
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电脑钥匙 功能强大的电脑钥匙，内部固化“五防"闭锁专家系统， 不但能接收操作票，监控倒闸操作，并可在操作过程中 实时记录一次设备当前的运行方式。内部采用看门狗IC， 具有极强的抗扰自纠能力，可在强磁场环境下稳定工作。 将控制、检测、验电、通讯、充电等多种功能汇集于一 体，可靠性高，操作简单方便。 在实际倒闸操作中,电脑钥匙同样根据自身记录的设备运 行方式和内部固化的闭锁专家系统，结合当前的操作步 骤，以语音的方式提示每步操作的执行情况，对错误的 操作在强制闭锁的同时，指出错误的原因和性质，并予 以记录，对正确的操作，语音提示操作人员按程序进行， 从而完成强制“五防”功能。
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4、实时在线闭锁：当电脑钥匙在执行倒闸操作过程中， 当设备状态发生改变，当前操作设备与其变位设备冲突， 系统会自动闭锁当前操作设备，注：此功能使用时电脑钥 匙必须开启逻辑复查功能，且电脑钥匙中必须有逻辑条件， 逻辑条件编写必须规范，否则会适得其反。 5、操作视频跟踪：此功能必须与遥视系统配套使用，且 必须定义设备的坐标，在钥匙执行操作时，系统会自动跟 踪钥匙的操作步骤，将遥视头切换到当前操作设备。 6、远程闭锁：当一任务在执行过程中，值班员接到停止 操作的指令后，可以通过另一电脑钥匙禁止当前所有操作， 恢复操作时，使用电脑钥匙开放所有操作，电脑钥匙可以 继续按照步骤执行操作，开放所有操作功能的前提必须是 有使用过禁止所有操作。
续→ 4) 蓝牙系统的可靠性 蓝牙系统运运用蓝牙这种开放性的无线连接规范，综合了 同步CDMA（Synchronous CDMA）、智能天线（Smart Antenna）、软件无线电（Software Radio）等国际最前沿的 通信技术的精华，同时运用网络中心拓扑技术，成功解决 强电磁干扰环境中无线信息发送及接收的稳定性和成功率 等关键问题，并成功降低了发射功率，确保产品在变电站 干扰敏感区的安全使用。 5) 灵活性 蓝牙系统中基站和蓝牙电脑钥匙中的射频收发信机与基带 电路的接口都是A/D或D/A变换器，并且全部基带信号处理 都是在数字信号处理器(DSP)中用软件来完成。因此具有灵 活性大和适应能力强，便于改进和产品升级换代等特点， 是国内、外最先进的软件实现基带信号处理的无线通信系 统。
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j、具有自检、记忆、清除等功能 k、允许断路器操作回路电流：3mA～5A l、抗电强度：正电极对外壳≥1500V，负电极对外壳 ≥1000V m、抗冲击强度：8g n、外形尺寸：105×65×30m o、寿命：100000次
六、主要功能简述
1、无线传输操作票：系统通过蓝牙无线方式实现无线传 输操作票，在蓝牙网络覆盖范围内，电脑钥匙都可以接收 到主机发送的操作票任务。 2、多把钥匙并行操作：是指操作设备场地较远在两个或 几个场地（如主控室和高压场地）交替进行的操作任务。 使用蓝牙通讯方式可实现2～4把钥匙间的信息同步，现场 解锁操作效率较高， 3、引入遥测判断：该系统在与监控系统接口，并且接收 后台监控系统遥测值的前提下，五防系统可设定遥测定值， 将遥测信息引入五防逻辑判断，使用遥测作为逻辑判断时， 遥测值的门限值定位要标准，且各数据文件中制作遥测名 称，如：Typtab.fil、Ktndat.fil、Kldata.fil文件中。
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6) 传送范围 蓝牙的传送功率为1mw时，通讯范围为10cm到10m。 结合微机防误闭锁系统本身的特点（通信的容量较 小），通过降低波特率（采用通信速率为9600B/S的蓝 牙通讯方式），在确保系统功能可以正常发挥的基础 上，波特率较低，户外辐射范围可达100m以上，配合 主站和基站之间的有线网络，蓝牙系统中蓝牙通讯有 效范围可达300m～500m以上。 7) 兼容性 蓝牙系统与其它型号的FY2000型微机防误闭锁系统具较 好兼容性，可对已投运的各型产品进行升级，用较少 的资金实现蓝牙系统的先进功能。
续→ 3) 蓝牙的信息安全性 蓝牙的基带协议中定义了设备鉴权和链路数据加密所需 要的安全算法及处理过程。为了提供应用保护和信息加 密，系统在链路层使用四种不同的实体来保证安全，即 唯一的蓝牙设备地址（BD-ADDR）、一个鉴权字、一个加 密字、一个随机数。蓝牙设备地址是一个对每个蓝牙单 元唯一的48位IEEE地址，蓝牙地址是公开的而且可经MMI （Man Machine Interface 人机接口）交换，也可自动通过 蓝牙单元查询规则获得；鉴权字长度通常为128位，蓝牙 单元的鉴权采用竞争――响应方案，在此方案中，客户方 对密钥的确认使用对称密钥通过2-move协议进行校验， 对称密钥是指当前客户方/校验器共享同一个密钥；加密 字通常在鉴权过程中从鉴权字获得，目前加密字的长度 为64位，用于通过对分组有效净载荷加密以保护用户信 息；随机数由随机数发生器产生，其在安全功能方面有 很多用途，如竞争应答方案、产生鉴权字和加密字等， 随机数不是静态参数，它会经常改变。因此，蓝牙系统 可确保系统通信的安全性。